辅料配比对污泥生物-物理联合干燥的影响

利用自主研制的污泥生物-物理联合干燥反应系统研究了脱水污泥∶树皮∶回流污泥分别为7∶3∶0.5、9∶3∶0.5和12∶3∶0.5时,污泥生物-物理联合干燥过程中温度、含水率等参数的变化规律.结果表明,污泥温度随干燥时间延长先增大后减小,含水率在0～96 h逐渐降低,继续延长反应时间,则变化不明显.当脱水污泥∶树皮∶回流...     

冷热联用对市政脱水污泥低温干燥的影响

为探究冷热联用干燥市政脱水污泥的可行性,明确冷冻对市政脱水污泥低温干燥的影响,以市政脱水污泥为试验材料,利用扫描电镜（SEM）及流式细胞仪研究了冷冻对污泥的作用.考察了不同冷冻温度和冷冻时间对脱水污泥干燥特性的影响,并对不同含水率和厚度的脱水污泥冷热联用低温干燥效果进行了分析.结果表明：冷冻使污泥的内部微小孔隙增多.当冷冻温度降到-30℃时,细胞死亡率达到15.5%,是未冷冻时的9.7倍.当干燥温度为60℃,冷冻温度分别为-10℃、-20℃和-30℃时,脱水污泥完成干燥的时间分别缩短了25.0%、33.3%和29.2%.质量为5g±0.1g,厚度为3mm,直径为50mm的污泥样品冷冻6h后达到最大强化效果.污泥含水率的下降会导致强化效果减弱,当含水率降至45%时强化效果消失.增加泥饼厚度使强化效果小幅下降,5mm、10mm和15mm厚的泥饼强化效果分别为33.3%、31.3%和30.4%.     

酸-低热联合处理对剩余污泥脱水性能的影响

为有效降低城市污水处理厂剩余污泥含水率,通过酸-低热（温度 < 100℃）联合处理污泥,探索该方法对污泥的脱水性能.研究不同pH、反应温度、反应时间对污泥脱水性能的影响,并对污泥上清液中SCOD、蛋白质、多糖的浓度以及污泥Zeta电位和污泥形貌进行分析,初步探讨其脱水的作用机理.结果表明:①酸-低热联合处理污泥时,污泥溶解性有机质大量释放,经过40 min反应,上清液中SCOD浓度达到925.76 mg/L,表明该方法能有效破解污泥EPS（胞外聚合物）,释放内部结合水.②原污泥Zeta电位为-14.10 mV,酸-低热联合处理后降至-3.49 mV,污泥颗粒之间的静电斥力显著降低.③酸-低热联合处理有利于污泥的絮凝作用,显微镜观察处理后的污泥絮凝物大且结构紧密,污泥脱水性能得到改善.④试验获得的最佳处理条件为pH 3、温度90℃、加热时间40 min,在该条件下,污泥真空脱水初始速率可达20.67 mL/min（以80 g原泥计）,泥饼真空抽滤后含水率可降至63.05%.研究显示,酸-低热联合处理可有效提高剩余污泥脱水性能,并能释放较多溶解性有机质,抽滤后污泥含水率可降至接近60%,是一种可行的低能耗污泥脱水方法.      

通风强度对市政污泥生物干化中试效果的影响

将污泥与树皮按照一定比例混合,利用自主研制的滚筒式污泥生物干化中试系统进行实验,通过对温度、含水率、O2和CO2浓度、挥发性固体(VS)、p H等参数的检测,研究了通风强度对市政污泥生物干化效果的影响.结果表明,通风强度对污泥生物干化有较大影响,通风强度(以VS计)为120 L·(h·kg)-1时,最高温度达到66℃,55℃以上高温可以维持40 h以上,111 h后污泥最终含水率可以降低至56%;生物干化过程中p H始终保持在6.5~8.5之间,不会影响微生物生命活动;滚筒式污泥生物干化反应器能够使反应器内基质均一性良好,对利用滚筒式反应器实现污泥连续流处理提供参考.     

恒电流模式下污泥电渗透的脱水性能及能耗分析

对传统机械脱水后的污泥采用电渗透技术进行二次脱水,在恒电流模式下研究了电流密度、机械压力、污泥厚度、初始含水率对脱水效率及能耗的影响.结果表明:在恒电流模式下,增加电流密度和初始含水率及降低污泥厚度对污泥电渗透脱水速率有促进作用.脱水后的最终含水率随着机械压力和初始含水率的增加及污泥厚度的降低而降低.电渗透脱水的最佳工艺参数为:电流密度为178.3 A·m~(-2),机械压力为31.4k Pa,污泥厚度为0.8 cm,初始含水率为81.5%,脱水后污泥的含水率可降至51. 3%.恒电流模式下污泥电渗透脱水单位能耗为0. 135～0. 269kW·h·kg~(-1),初始含水率对能耗影响最大,初始含水率每增加2%,单位能耗平均降低0.05 kW·h·kg~(-1).     

酸碱调质对污水厂剩余污泥电渗深度脱水的影响

以城市污水处理厂机械脱水后的剩余污泥为对象,研究了不同pH条件下酸碱调质对污泥电渗脱水的影响。试验结果表明:电渗脱水过程的前30 min污泥含水率下降迅速,之后逐渐变缓。Matlab拟合结果表明:含水率随时间的变化曲线与高斯函数(二维)高度吻合(R~2>0. 99)。pH5时,pH越大电渗脱水效果越差。说明微酸性环境有助于污泥的电渗脱水;当pH为5时,脱水所得泥饼的含水率为32. 5%,耗电量和腐蚀量分别为201. 7 k W·h/t和20. 1 kg/t,为试验最低值。     

微氧化对剩余污泥电渗深度脱水的影响

以机械脱水后的剩余污泥为研究对象,探索了污泥电渗脱水的可行性及微氧化对其的影响。试验表明,电渗脱水过程前30min内污泥含水率下降迅速,之后基本保持稳定。经Matlab拟合发现,含水率随时间的变化曲线与高斯函数(二维)高度吻合(R~2>0.99)。经微氧化处理后,污泥的带电性能和脱水性能得到改变,污泥电渗脱水效果得到改善,且微氧化时间越长脱水效果越好,但改善幅度减小。此外,污泥电渗脱水过程的耗电量和阳极腐蚀量均明显减小,当微氧化时间为2 d时,脱水后所得泥饼的含水率为48.3%,耗电量和腐蚀量分别为84.3 kW·h/t和10.0 kg/t。但微氧化超过3 d时会造成污泥颗粒表面干硬化,不利于能耗的降低,耗电量和腐蚀量略有回升。     

城市污泥薄层干燥特性及动力学研究

通过污泥干燥实验,研究了污泥干燥过程中的形貌变化,考察了泥层厚度、温度、风速对污泥干燥特性的影响,并引入薄层干燥模型,采用MATLAB对污泥干燥的动力学过程进行模拟。结果表明:污泥中网络状的絮体结构不利于水分的蒸发;在泥层厚度为0.4 mm,将污泥含水百分比20%作为干燥终点时,干燥过程为恒速干燥,能够有效地降低干燥时间;提高温度和风速,可以提高污泥水分的表面蒸发速率,减少干燥时间;Page模型比其他模型更适合本次污泥干燥分析。应用Fick扩散模型,得到在温度50~70℃、泥层厚度0.4~2.0 mm条件下有效扩散系数的变化范围为1.13×10-9~8.90×10-9m2/s,并得到了有效扩散系数随厚度、温度变化的关系式。     

木薯酒糟沼气发酵污泥生物干燥条件优化

利用生物干燥方法,通过添加微生物菌剂,将木薯酒糟沼气发酵后污泥进行干燥实验.利用响应面法对影响污泥干燥工艺的条件进行优化,确定生物干燥过程中接种量、通风量、温度对物料含水率的影响.最后得到在接种量1.5％、通风量6.5 L/h、温度36℃时,固态发酵96 h物料含水率可降到30％以下.     

污泥干燥特性及其模型求解

相同质量污泥(3.0±0.01)g在85¹45℃下进行恒温干燥实验,得到污泥干燥过程中含水率、干燥速率等变化规律,采用多元线性回归对实验数据进行分析,得到污泥干燥动力学模型。结果表明:污泥在干燥过程中经历加速、恒速和降速3个阶段,3个阶段的分界点固定在污泥失重率为10%和65%处而不随干燥温度的变化而变化;在同一干燥温度下,饼状污泥的干燥速率大于球状污泥;Logarithmic干燥模型MR=a·exp(-kt)+b在各干燥温度下均最适宜表述污泥干燥过程,其参数a、b与干燥温度T呈二次多项式关系,参数k与干燥温度T呈一次线性关系;饼状污泥的有效扩散系数D eff在9.21×10-6145℃下进行恒温干燥实验,得到污泥干燥过程中含水率、干燥速率等变化规律,采用多元线性回归对实验数据进行分析,得到污泥干燥动力学模型。结果表明:污泥在干燥过程中经历加速、恒速和降速3个阶段,3个阶段的分界点固定在污泥失重率为10%和65%处而不随干燥温度的变化而变化;在同一干燥温度下,饼状污泥的干燥速率大于球状污泥;Logarithmic干燥模型MR=a·exp(-kt)+b在各干燥温度下均最适宜表述污泥干燥过程,其参数a、b与干燥温度T呈二次多项式关系,参数k与干燥温度T呈一次线性关系;饼状污泥的有效扩散系数D eff在9.21×10-6².22×10-5m2/min,球状污泥的有效扩散系数D eff在6.55×10-62.22×10-5m2/min,球状污泥的有效扩散系数D eff在6.55×10-6¹.37×10-5m2/min。且随着干燥温度的上升,有效扩散系数D eff呈上升趋势。在相同干燥温度下,饼状污泥的有效扩散系数大于球状污泥。     

微波与酶联用对印染污泥脱水性能的影响

比较微波、酶、微波与酶联用处理对印染污泥脱水性能的影响,在单因素考察的基础上,以印染污泥中毛细吸水时间(CST)、沉降曲线、扫描电镜(SEM)及EPS的三维荧光光谱等指标,通过正交试验法优选微波与酶联用预处理对破解印染污泥的最佳条件来表征污泥脱水性能,获得联合预处理最佳条件为:酶解温度40 ℃,加酶量0.09 g/g(TSS),酶解时间3 h,微波功率400 W,微波时间150 s。单因素实验结果表明:单独微波(400 W,180 s)和酶(0.09 g/g(TSS),40 ℃,4 h)处理在适当条件下均能促进污泥的破解和胞外聚合物的溶出,多糖和蛋白质的增长率分别为609%和306%,CST分别下降了12.2%和22.0%;而微波与酶联用溶出多糖和蛋白质和的增长率为1353%,CST下降了49.3%,污泥沉降性能最好。扫描电镜结果显示,微波与酶联用使污泥结构变化明显,污泥菌胶团破裂,絮体结构松散,胞内结合水转化为自由水,有利于污泥脱水。     

不同含水率污泥和小麦秸秆混合热解制备富氢合成气

为拓展活性污泥资源化利用方向,在固定床反应器中研究了不同含水率污泥与小麦秸秆的共热解。将不同含水率的污泥和秸秆在600~900 ℃范围内混合热解,研究了热解温度、污泥含水率和秸秆添加量对气体组成的影响。当污泥含水率一定时,随着反应器温度的升高,H₂和CO的含量逐渐增加。在相同温度下,随着污泥含水率的增加,H₂的含量呈现先增加后减少的趋势,而CO含量呈逐渐下降趋势。当污泥含水率为60%时,H₂的含量达到最大值。当热解温度为800 ℃时,制备富氢合成气的最佳比例为40%的秸秆与含水率为60%的污泥混合热解。     

市政污泥脱水性能实验研究与形态学分析

本研究将运用微波技术与离心脱水相结合的方法来达到促进污泥中结合水释放及改善脱水特性的目的.通过测定毛细吸水时间、黏度、含水率,采集污泥图像、提取形态学特征进行污泥脱水改性的效果分析及分形维数的分析.离心脱水实验结果表明,适当增加离心转速和温度时,污泥的含水率降低;正交实验结果表明微波功率1000W、微波温度50℃、离心转速2000r/min、离心时间15min的条件下含水率最低达到83.75%,且适当的微波预处理条件有利于污泥的脱水;微波预处理后污泥分形维数在2.4~2.8之间,污泥结构改变.对污泥脱水性能的表征参数与污泥含水率进行拟合,建立污泥脱水性能的模型,为预测和改善污泥脱水性能提供基础性研究.     

Effects of different sludge disintegration methods on sludge moisture distribution and dewatering performance

A key step in sludge treatment is sludge dewatering. However, activated sludge is generally very difficult to be dewatered. Sludge dewatering performance is largely affected by the sludge moisture distribution. Sludge disintegration can destroy the sludge structure and cell wall, so as change the sludge floc structure and moisture distribution, thus affecting the dewatering performance of sludge. In this article, the disintegration methods were ultrasound treatment, K2 Fe O4oxidation and KMn O4 oxidation. The degree of disintegration(DDCOD), sludge moisture distribution and the final water content of sludge cake after centrifuging were measured. Results showed that three disintegration methods were all effective, and K2 Fe O4oxidation was more efficient than KMn O4 oxidation. The content of free water increased obviously with K2 Fe O4and KMn O4 oxidations, while it decreased with ultrasound treatment. The changes of free water and interstitial water were in the opposite trend. The content of bounding water decreased with K2 Fe O4oxidation, and increased slightly with KMn O4 oxidation, while it increased obviously with ultrasound treatment. The water content of sludge cake after centrifuging decreased with K2 Fe O4oxidation, and did not changed with KMn O4 oxidation, but increased obviously with ultrasound treatment. In summary, ultrasound treatment deteriorated the sludge dewaterability, while K2 Fe O4and KMn O4 oxidation improved the sludge dewaterability.     

污泥调理脱水后残余水分存在形态及空间分布

污泥脱水是污泥资源化利用的前提,采用高铁酸钾(K₂FeO₄)和污泥生物炭(脱水污泥在500℃热解制得污泥生物炭,记为BC500)作为调理剂对污泥进行预处理。污泥经3.00 g/L K₂FeO₄和9.00 g/L BC500调理脱水后,泥饼含水率降低至42.33%,较未经调理脱水后泥饼含水率(78.80%)减少36.47百分点。通过低场核磁共振技术(low field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)检测脱水泥饼中残留水分的存在形式,并对水分种类进行划分。在K₂FeO₄氧化作用下,水分子与有机物的结合能被削弱,泥饼中残余结合水(0.23～10.72 ms)占比为99.68%～99.81%,毛细管水(70.00～700.00 ms)占比为0.19%～0.32%,原污泥泥饼中强结合水转化为弱结合水、毛细管水、自由水,弱结合水转化为毛细管水或自由水,毛细管水则转化为自由水,而自由水在机械脱水过程中几乎可以完全脱除。根据成像结果...     

酱油污水污泥脱水的影响因素及其作用机理

为提高酱油污水污泥的脱水性能及絮凝剂的利用率,降低污泥的处理成本,实验考察了酱油污水污泥的含水率、丝状菌、厌氧时间和pH等对污泥脱水性能的影响,明确对其进行机械脱水的适宜条件.结果表明:机械脱水前浓缩污泥适宜的含水率为97%,此时,调质后的污泥有最低的比阻和最高的药剂利用率,最佳用药量与干泥的质量比小于0.3%;丝状菌的数量和长度可以影响污水污泥中水分的存在形式,并改变污泥的脱水性能;在厌氧过程中,污泥的ρ(还原糖)和污泥脱水性能有较强的相关性;当pH接近污泥的等电点时,污泥的比阻变小.      

预加热对柠檬酸脱水污泥冬季生物干化的影响

利用预加热污泥（15℃~30℃）方式进行了柠檬酸脱水污泥冬季生物干化的效果及机理研究.结果表明,脱水污泥预热至20℃时可使生物干化高温期维持5.5d且最高温度可达57℃,干化14d污泥含水率从70%下降至34.80%,同时结合水含量降低了65.58%,远高于其他预热组的44.39%~49.53%的结合水去除率.能量平衡分析结果表明,污泥预热至25℃的生物产热量最高,但预热至20℃时用于水分蒸发的能量利用率最高,占总消耗热量的82.62%.此外,污泥胞外聚合物的蛋白质和多糖分析显示,LB-EPS和TB-EPS中蛋白质与多糖的比值和污泥结合水含量呈正相关,高温期Slime-EPS、LB-EPS、EP-EPS层蛋白质含量显著降低,说明蛋白质降解是柠檬酸脱水污泥生物干化的主要产热与脱水机理.     

污泥厌氧消化和后续处理中沙门氏菌杀灭及VBNC发生

应用最大或然数(MPN)培养法和反转录定量PCR(RT-qPCR)技术研究了4种污泥厌氧消化方式以及后续处理过程中沙门氏菌杀灭及有活性但不可培养(VBNC)状态的发生情况.中温厌氧消化(MAD)和高温预处理后中温消化(65℃+MAD)的沙门氏菌分别减少了2.8和5.6个数量级;高温厌氧消化(TAD)和高温-中温两相厌氧消化(TPAD)的沙门氏菌含量均低于检测限.沙门氏菌的杀灭速率常数排序为65℃+MAD>TAD>TPAD> MAD.结果显示高温对病原菌的灭活效果显著增加,高温短时预处理使得杀灭速率明显加快.TAD和TPAD的污泥VBNC沙门氏菌数量高于MAD和65℃+MAD 2个数量级,表明长时间的高温厌氧消化易导致沙门氏菌进入VBNC状态.消化污泥经过离心脱水后会出现沙门氏菌数量增加的现象,MAD、65℃+MAD、TAD和TPAD的消化污泥中沙门氏菌分别增加了1.1、2.4、3.7和2.5个数量级.但其中VBNC状态的沙门氏菌数量明显降低了1~3个数量级,表明消化后污泥中部分VBNC沙门氏菌在离心脱水过程中复活并生长,使得MPN检测得到的可培养沙门氏菌数量增加,初步解释了消化污泥经离心脱水后的病原菌再生长现象.消化污泥中沙门氏菌数量在室温放置过程中会进一步下降.